CN1069839A - 自耦内补偿的内反馈调速电动机 - Google Patents

Abstract

一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，其特征是 在内反馈调速电动机定子铁芯上设置了和调节绕组 极对数与绕向均相同且同槽嵌放的、还与调节绕组自 耦联接的连接补偿电容器的补偿绕组，通过补偿电容 器在补偿绕组端实施的电容补偿，在自耦联接的调节 绕组和补偿绕组产生超前的容性电流，它一方面通过 磁势平衡，产生对电机的助磁作用、使定子主绕组的 激磁电流减小，另一方面又与调节绕组中产生的滞后 的感性电流叠加，使总的电流有效值减小，降低调节 绕组的损耗和发热。

Description

本发明涉及一种三相绕线转子异步电动机、特别是一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，适用于所有采用电机调速拖动的设备。

在现有技术中，调速电动机多为由定子铁芯和其上嵌放的定子主绕组及机座组成的定子、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组的集电环及其电刷构成的普通三相绕线转子异步电动机，构成的传统的串级调速系统是从电机外部串入一个与电机转子感应电势方向相同或相反的可调附加电势实现调速的，这种调速系统由普通的三相绕线转子异步电动机、可控硅变流装置、平波电抗器、逆变变压器等组成，调速产生的转差功率由电机的定子主绕组自电网吸收进来，再经转子、可控硅变流装置、平波电抗器、逆变变压器馈回电网，因而，构成的这种调速系统除存在着结构复杂、系统庞大、造价高之缺点外，还存在着无谓的转差功率的循环传输造成的损耗增大、效率降低之不足，而且对电网有污染。1987年1月7日出版的中国发明专利公报第3卷第1号公开的、申请号为85104845的逆变型无整流子三相换向器电动机，它是在电机定子铁芯上再嵌放一个调节绕组且使调节绕组经变流装置和装在电机转轴上的集电环及其电刷与转子绕组联接、为转子提供频率相同而幅值可调的附加电势的内反馈调速电动机，虽能克服前述的传统的串级调速系统之不足，但由于受超前换流电力电子器件（GTO、GTR）制造水平及其经济性的约束，其配置的变流装置仍由普通晶闸管所构成，控制方式为滞后相位控制，因此在该内反馈调速电动机工作时，其调节绕组电流中含有感性无功分量，这一感性无功分量对电机有去磁作用，使电机激磁阻抗减小，从而造成电机定子主绕组的激磁电流增大，导致该内反馈调速电动机损耗增大、温升增高、功率因数降低，特别是当变流装置的逆变角β接近90°时，情况更坏，调节绕组中的电流完全是感性无功电流，这将导致电机定子主绕组电流超过额定值，严重时不能正常工作。

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种自耦内补偿的内反馈调速电动机。

本发明的目的可以通过这样的技术方案来实现：这种自耦内补偿的内反馈调速电动机，它包括：定子铁芯和其上同槽嵌放的定子主绕组、调节绕组、补偿绕组及机座组成的定子，转子铁芯和其上嵌放的转子绕组及转轴组成的转子，装在转轴上且连接转子绕组的集电环（K、L、M）及其电刷，变流装置，由三支接成Y形或接成△形的电容构成的补偿电容器，而所述的调节绕组和补偿绕组的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组的每相绕组的一端分别连接于调节绕组的R、S、T三个端点上，补偿绕组的每相绕组的另一端（A、B、C）分别连接于补偿电容器的三个端上，调节绕组的R、S、T三个端点还通过变流装置分别连接于装在转轴上且连接转子绕组的集电环（K、L、M）的电刷上。

上述的调节绕组可以接成Y形;也可以接成△形。

本发明的目的还可以通过下述的技术方案来实现：这种自耦内补偿的内反馈调速电动机，它包括：定子铁芯和其上同槽嵌放的定子主绕组、调节绕组、补偿绕组及机座组成的定子，转子铁芯和其上嵌放的转子绕组及转轴组成的转子，装在转轴上且连接转子绕组的集电环（K、L、M）及其电刷，变流装置，由三支接成Y形或接成△形的电容构成的补偿电容器，而所述的调节绕组和补偿绕组的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，调节绕组和补偿绕组的同相的相绕组串联构成一新绕组的相绕组，这一新绕组接成△形，新绕组的A、B、C三个端点分别连接于补偿电容器的三个端上，调节绕组与补偿绕组的同相相绕组的R、S、T三个连接点还通过变流装置分别连接于装在转轴上且连接转子绕组的集电环（K、L、M）的电刷上。

上述本发明所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机的定子主绕组可以接成△形;也可以接成Y形。

为抑制谐波电流和振荡还可以在上述自耦内补偿的内反馈调速电动机的补偿绕组和补偿电容器间串入限流电抗器。

本发明所提供的这种自耦内补偿的内反馈调速电动机，结构简单，定子上设置的调节绕组可通过变流装置、装在电动机转轴上且连接转子绕组的集电环（K、L、M）及其电刷向转子绕组提供同频率、而幅值可调的附加电势，只要通过变流装置调节提供给转子绕组的附加电势的幅值，即可实现电机的平滑无级调速;而补偿电容器在补偿绕组端实施的电容补偿，能使自耦联接的调节绕组和补偿绕组产生超前的容性电流，这一超前的容性电流，一方面通过磁势平衡，产生对电机的助磁作用，使定子主绕组的激磁电流减小，另一方面又与调节绕组中产生的滞后的感性电流叠加，使总的电流有效值减小，从而降低调节绕组的损耗和发热，因此既改善了电机的功率因数，又减小了损耗，提高了电机的效率，还可减小电机的体积、降低电机的造价。

本发明所提供的这种自耦内补偿的内反馈调速电动机，由于在定子铁芯上设置了和调节绕组极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放、还与调节绕组自耦联接的连接补偿电容器的补偿绕组，较好地解决了受转子绕组电压较低的影响，调节绕组的电压较低，对调节绕组进行电容补偿时，调节绕组电压偏低补偿电容器额定电压较多要造成补偿电容器容量浪费、补偿费用增大，而与调节绕组电压匹配的低额定电压电容器制造成本又太高的矛盾。

下面将结合实施例及其附图对本发明作进一步的详述：

图1为本发明实施例1、2、3所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机的电气线路图。

图2为本发明实施例1所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机的绕组接线图。

图3为本发明实施例2所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机的绕组接线图。

图4为本发明实施例3所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机的绕组接线图。

参照附图1、2，本发明实施例1所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机，它包括：定子铁芯和其上同槽嵌放的接成△形的定子主绕组1、接成Y形的调节绕组3、补偿绕组4及机座组成的定子，转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子，装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷，变流装置5，由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6，为抑制谐波电流和振荡而串在补偿绕组4的每相绕组与补偿电容器6间的限流电抗器7，而所述的调节绕组3和补偿绕组4的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组的一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端点上，补偿绕组4的每相绕组的另一端（A、B、C）分别通过一支限流电抗器7连接于补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。图中w、u、v为定子主绕组1的三相交流电源输入端。

参照附图1、3，本发明实施例2所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机，它包括：定子铁芯和其上同槽嵌放的接成Y形的定子主绕组1、接成△形的调节绕组3、补偿绕组4及机座组成的定子，转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子，装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷，变流装置5，由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6，为抑制谐波电流和振荡而串在补偿绕组4的每相绕组与补偿电容器6间的限流电抗器7，而所述的调节绕组3和补偿绕组4的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组的一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端点上，而补偿绕组4的每相绕组的另一端（A、B、C）分别通过一支限流电抗器7连接于补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。图中w、u、v为定子主绕组1的三相交流电源输入端。

参照附图1、4，本发明实施例3所提供的自耦内补偿的内反馈调速电动机，它包括：定子铁芯和其上同槽嵌放的接成△形的定子主绕组1、调节绕组3、补偿绕组4及机座组成的定子，转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子，装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷，变流装置5，由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6，为抑制谐波电流和振荡而串在补偿绕组4与补偿电容器6间的限流电抗器7，而所述的调节绕组3和补偿绕组4的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，调节绕组3和补偿绕组4的同相的相绕组串联构成一新绕组的相绕组，这一新绕组接成△形，新绕组的A、B、C三个端点分别通过一支限流电抗器7连接于补偿电容器6的三个端上，调节绕组3与补偿绕组4的同相相绕组的R、S、T三个连接点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。图中w、u、v为定子主绕组1的三相交流电源输入端。

Claims (9)

1、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上同槽嵌放的定子主绕组1及接成Y形的调节绕组3、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环(K、L、M)及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还设置有补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组的一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端点上，补偿绕组4的每相绕组的另一端(A、B、C)分别连接于由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点仍通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环(K、L、M)的电刷上。

2、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上同槽嵌放的定子主绕组1及接成Y形的调节绕组3、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还设置有补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组的一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端上，补偿绕组4的每相绕组的另一端（A、B、C）分别连接于由三支接成△形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点仍通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。

3、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上嵌放的定子主绕组1、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还与定子主绕组1同槽嵌放设置有接成△形的调节绕组3和补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端点上，补偿绕组4的每相绕组的另一端（A、B、C）分别连接于由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。

4、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上嵌放的定子主绕组1、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还与定子主绕组1同槽嵌放设置有接成△形的调节绕组3和补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，补偿绕组4的每相绕组的一端分别连接于调节绕组3的R、S、T三个端点上，补偿绕组4的每相绕组的另一端（A、B、C）分别连接于由三支接成△形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3的R、S、T三个端点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。

5、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上嵌放的定子主绕组1、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还与定子主绕组1同槽嵌放设置有调节绕组3和补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，调节绕组3和补偿绕组4的同相的相绕组串联构成一新绕组的相绕组，这一新绕组接成△形，新绕组的A、B、C三个端点分别连接于由三支接成Y形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3与补偿绕组4的同相相绕组的R、S、T三个连接点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。

6、一种自耦内补偿的内反馈调速电动机，具有定子铁芯和其上嵌放的定子主绕组1、机座、转子铁芯和其上嵌放的转子绕组2及转轴组成的转子、装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）及其电刷、变流装置5，其特征在于：定子铁芯上还与定子主绕组1同槽嵌放设置有调节绕组3和补偿绕组4，补偿绕组4和调节绕组3的极对数与绕向均相同且各对应极相组线圈同槽嵌放，调节绕组3和补偿绕组4的同相的相绕组串联构成一新绕组的相绕组，这一新绕组接成△形，新绕组的A、B、C三个端点分别连接于由三支接成△形的电容构成的补偿电容器6的三个端上，调节绕组3与补偿绕组4的同相相绕组的R、S、T三个连接点还通过变流装置5分别连接于装在转轴上且连接转子绕组2的集电环（K、L、M）的电刷上。

7、根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的自耦内补偿的内反馈调速电动机，其特征在于：补偿绕组4的A、B、C三个端点是分别通过一支限流电抗器7连接于补偿电容器6的三个端上的。

8、根据权利要求7所述的自耦内补偿的内反馈调速电动机，其特征在于：电动机的定子主绕组1是接成△形的。

9、根据权利要求7所述的自耦内补偿的内反馈调速电动机，其特征在于：电动机的定子主绕组1是接成Y形的。

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